FSM在海军作战仿真CGF中的应用

计算机兵力生成(CGF)是现代作战模拟仿真中的一项重要内容,特别是在对抗条件下,CGF还必须具有战术决策能力,知道如何根据当前的战场态势,按照己方的作战原则,动态更新自身的行为.文章结合海军对海突击作战的特点,将有限状态自动机(FSM)与行为规则相结合来实现对抗条件下CGF的行为仿真,该方法已运用到对海突击作战仿真软件中,应用表明:该方法可以较真实地仿真红蓝方的行为,具有相当的战术决策能力,取得了良好的效果,也为该系统后期基于Agent的行为仿真提供了一种行为规则表示方法.     

平台级实体虚拟兵力仿真及应用研究

为构建虚拟兵力模型体系及其仿真系统,开展对抗式模拟训练与推演,对面向平台级实体虚拟兵力仿真及应用相关技术进行了研究。对计算机生成兵力系统与仿真平台、平台级实体虚拟兵力模型建模方法进行了梳理。对构建基于云仿真的虚兵服务系统相关技术路线、混合式仿真系统形态下兵力成体系仿真中的分布交互技术进行了总结,提出了基于混合体系结构的孪生战场环境仿真架构。最后对该领域存在的问题进行了归纳,为构建虚拟兵力模型体系以及虚拟兵力仿真系统提供方向和指引。     

作战仿真中的人类行为表示

作战仿真中的人类行为表示(Human Behavior Representation，简称HBR)是计算机生成兵力(CGF)的核心，灵活、有效、真实的HBR对于作战仿真结果的可信性十分重要。该文分析了作战仿真中HBR的目标与内容，提出了战场行为层次化建模的思想，在此基础上给出了CGF实体Agent行为模型体系结构，最后应用Agent通信语言KQML建立了基于HLA／RTI的作战仿真HBR集成框架。     

水面舰艇CGF系统的若干关键技术研究

水面舰艇计算机生成兵力，是海战模拟中的重要环节，是模拟海战场的重要组成部分。通过建立水面舰艇的运动、动力学数学模型，同时建立舰艇上有关情报侦察系统、武器系统的数学模型，实现这些模型的仿真运行，建立水面舰艇CGF，并将该CGF置于战术模拟训练仿真环境中，对于提高战场环境的仿真可信度，提高模拟训练的效果具有重要意义。该文对水面舰艇CGF系统的工作原理、物理模型、智能决策模型等关键技术进行了研究，并给出了水面舰艇CGF系统简化的舰艇机动模型、舰空导弹弹道模型、对空警戒雷达的功能仿真模型。对完善水面舰艇CGF系统，进一步研究海军训练DIS系统有很重要的意义。     

坦克分队计算机生成兵力的设计与实现

计算机生成兵力(CGF)作为一种运行于虚拟战场环境中仿真程序的软件包,在开发上涉及许多部分.按照软件工程方法,采用面向对象的编程思想建立了CGF坦克实体类和坦克实体数据库系统,用于实现分队对抗系统半自动演练,以及提高作战仿真系统的开发效率.     

舰艇CGF三维运动简化模型研究及其实现

计算机仿真技术的发展以及提高综合训练真实度的需求使得计算机生成兵力(computer generated force,CGF)在军事训练领域得到了高度重视和应用。为了在潜艇综合训练仿真系统中使用舰艇CGF，必须仿真海洋复杂环境下舰艇实体的一整套作战过程。为了提高舰艇CGF的重用性和可扩展性，采用了与HLA兼容的体系结构。舰艇CGF被作为HLA框架中的一个联邦成员，并考虑到了在实际作战中的实体行为。     

HLA框架下舰艇CGF的总体方案及其实现

计算机仿真技术的发展以及提高综合训练真实度的需求使得计算机生成兵力(computer generated force，CGF)在军事训练领域得到了高度重视和应用。为了在潜艇综合训练仿真系统中使用舰艇CGF，必须仿真海洋复杂环境下舰艇实体的一整套作战过程。为了提高舰艇CGF的重用性和可扩展性，采用了与HLA兼容的体系结构。舰艇CGF被作为HLA框架中的一个联邦成员，并考虑到了在实际作战中的实体行为。     

分布式火箭助飞鱼雷战斗使用研究平台设计

为研究火箭助飞鱼雷战斗使用方法,根据复杂对抗条件下的火箭助飞鱼雷战斗过程,想定战场环境,分析战斗使用研究的特点和需求.使用UML设计了基于HLA的分布式研究平台,系统由环境、实体、导调、监控和记录分析五类成员构成.描述了各成员的功能和组成,并在成员基础上归纳了仿真联邦中的对象类和交互类.与以往战斗使用研究系统比较,系统根据研究目的将动力学和运动学模型、CGF战术模型和水声模型适度应用于作战仿真中,在确保研究重点同时,使研究过程和结果更加可靠.     

聚合级CGF中的指挥Agent研究

作战指挥决策及其实时性是聚合级CGF系统的重要研究内容,解决好指挥问题能减少军事作战仿真中的操控人员及其工作量,扩大作战规模,增加仿真实体特别是指挥实体的自主能力。该文回顾了国内外在指挥实体研究的进展,结合目前大规模作战仿真存在的一些问题,提出了基于Agent的指挥实体结构,并对其功能、工作过程,通讯形式进行了较为详细的阐述。     

基于组件式GIS的海军兵力对抗推演系统

传统兵力推演系统进行战场环境仿真时,多采用自然环境建模方法实现,技术难度大、开发周期长.针对上述问题,提出用组件式GIS技术的海军兵力对抗推演系统各功能模块的设计与实现,并利用GIS组件的二次开发技术建立了海战场地理环境,考虑地理信息对计算机生成兵力的影响,采用事件驱动与行为响应机制实现了作战实体的仿真模型,在上述规划的基础上实现了系统推演控制、战场态势显示等功能.系统开发简单快捷,运行演示表明,推演过程可信度较高,能够为战术仿真训练设计提供依据.     

基于HLA无源干扰仿真系统的CGF建模的研究

在了解分析高级体系结构HLA的基础上,以无源干扰仿真系统为例,由计算机生成和控制多个CGF仿真实体,并通过对实体的动态建模、智能决策建模,和由RTI控制仿真系统的时空一致性,自主地对仿真环境中的战场态势做出最佳决策,并按智能决策发射干扰弹,组织有效对抗.建模理论和方法的研究在仿真技术领域一直占有主导地位,此无源干扰仿真系统的CGF建模,增加了虚拟战场环境的复杂度和逼真度,对武器研制的可行性分析、测试与评估、参与者的训练等发挥了重要的作用,达到了仿真与建模的高效性.     

基于多Agent的聚合级装备保障CGF系统研究

聚合级装备保障CGF系统提高了基于分布式战场环境的装备保障仿真训练的复杂度和逼真度，是装备保障仿真训练系统的重要组成部分。在分析聚合级CGF系统基本结构的基础上，提出了基于多Agent的聚合级装备保障CGF系统的体系结构，并对其系统运行进行了理论上的初步探讨。     

基于多Agent的聚合级装备保障CGF系统设计

聚合级装备保障CGF系统提高了基于分布式战场环境的装备保障仿真训练的复杂度和逼真度，是装备保障仿真训练系统的重要组成部分。在简要分析聚合级CGF系统基本概念和结构的基础上，提出了基于多Agent的聚合级装备保障CGF系统的体系结构，在理论上初步探讨了系统的运行机制和通信机制。     

虚拟仿真

新兴的虚拟仿真就是仿真回路中接入虚拟样机(VP)的数字仿真。VP可以是真实世界的实体、人体和环境的模型,因此,它可以是产品的VP、计算机生成兵力(CGF)、逻辑靶场概念、虚拟战场、功能化虚拟样机(FVP)、虚拟人、软件人、虚拟环境等等。目前,美国、日本和英国在虚拟仿真方面居于领先地位,我国起步稍晚,但也出现了一些捷足先登者。虚拟仿真的应用,十分广泛。虚拟仿真可创建和体验虚拟世界(Virtual World)。此种虚拟世界,可以是现实世界的再现,亦可以是构想中的世界,用户可借助视觉、听觉及触觉等多种传感通道与虚拟世界进行自然的交互。显然,虚拟仿真已把数字仿真置于现代科技发展的高端。     

舰空对抗智能行为仿真框架设计研究

现在舰艇作战仿真系统存在各子系统间耦合性强的问题,不利于系统的扩展与使用.针对以上问题,通过分析虚拟海战场环境对实体对象行为仿真的要求,结合某训练模拟系统战场环境仿真分系统的研制项目,以舰空对抗作战想定为实例,对实体行为仿真框架(Sensors,Actuators,Controllers,Connections,简称SACC)进行了研究,得出了组成舰空对抗作战想定行为仿真框架的各子系统模型,并抽取组成各子系统模型的各行为组件结构层作为系统可复用的元素,将组件及组件连接关系以结构化参数的形式进行配置,即利用每一仿真子系统中的各模型组件接口来实现模型组件之间数据的交互.结果表明,该方法可以较好地解决上述问题,使仿真系统具备良好的可复用性和可扩展性,更加满足作战仿真的需求.     

基于数字地球的虚拟海战场环境仿真

分析传统海战场仿真方法的不足,提出以数字地球平台为基础来实现大规模虚拟海战场环境仿真的思路,从基于数字地球的大规模海洋表面生成、三维战场实体嵌入以及利用想定驱动虚拟海战场环境仿真3个方面展开虚拟海战场环境仿真技术的研究,通过实验给出实际的仿真效果。     

水下战场环境虚拟仿真系统

针对水下战场环境对海军武器装备战斗力的影响,研究并提出基于虚拟现实和可视化技术的水下战场环境虚拟仿真系统总体结构,建立系统仿真模型,以海洋环境主要特征参数和水声模型为基础,实现对海洋地理环境、水文环境以及水声环境的综合仿真和可视化分析,从而为水下战场环境的认知、模拟训练以及作战应用提供有效手段。     

基于OpenGVS战场火焰烟雾的模拟

战场特效有助于虚拟战场环境气氛的烘托,其模拟质量直接影响着整个战场仿真的质量.对于战场上的烟雾、火焰等不规则物体,不能采用传统的几何方法建模,而只能采用粒子系统等复杂的数学模型进行模拟.但在战场环境模拟时,同一场景中常常会出现多处火焰、烟雾的情况,这时巨大的计算量势必大大影响场景仿真的实时性.文章对基于OpenGVS的特效实现方法进行了研究,提出一种基于OpenGVS开发平台,将粒子系统模型与二维纹理动画模拟相结合的实现方式,明显减少了模拟所需计算量.将此方法运用到某型高炮训练仿真器的场景模拟中,实际应用表明,保证实时性的同时使战场特效得到了高质量的模拟.